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★ 短期速凍會(hui) 讓蛤蟆、魚等動物凍僵，但如果及時升溫，並不會(hui) 致死。

★ 冰凍可讓細胞內(nei) 的水分產(chan) 生冰晶，導致細胞被撐破等損傷(shang) ，導致動物死亡。

★ 為(wei) 了抗冰凍，北美林蛙、格陵蘭(lan) 燈蛾、水熊蟲等動物都有一套“冰後複活”的絕招。

近日，一段讓人哭笑不得的視頻登上熱搜，一吉林女子撒網捕魚時，不慎撈上來一隻蛤蟆，而冷過-20℃的氣溫，讓這蛤蟆沒蹦兩(liang) 下，就凍成了個(ge) 姿勢別扭的“冰雕”……幸好，這位女子立即將它放歸水中，最後蛤蟆緩過勁兒(er) 來遊走了。

網絡

類似內(nei) 容短視頻還有不少，比如一個(ge) 人打開冰櫃，取出來一條被冰塊包裹凍得梆硬的魚，在一通解說之後，把魚扔進水裏，當魚身上的冰慢慢融化之後，魚又活了起來！

像蛤蟆、魚這樣的動物，速凍後短時間內(nei) 確實可以複蘇，這主要是因為(wei) 它們(men) 隻是體(ti) 表被凍僵，內(nei) 髒還沒來得及凍傷(shang) 受損，如果時間太久，它們(men) 還是會(hui) 死亡的。

那麽(me) ，是什麽(me) 讓動物死於(yu) 冰凍呢？

冰凍對於(yu) 生物機體(ti) 的傷(shang) 害，主要在於(yu) 細胞上。如果動物的身體(ti) 凍結，那麽(me) 動物體(ti) 內(nei) 細胞中的細胞液會(hui) 結冰，水變成冰時體(ti) 積會(hui) 增大，還常產(chan) 生尖銳的冰晶，細胞就會(hui) 因此而被“撐破”，這就對身體(ti) 造成了不可逆轉的傷(shang) 害。

冬天釣上來的魚，可不能在冰中生活。 | 圖蟲創意

此外，當細胞結冰之後，也會(hui) 使細胞間物質交換停止，更重要的是說明有機體(ti) 內(nei) 沒有了水分，幾乎所有的新陳代謝都要停止，有機生命的載體(ti) ——蛋白質也會(hui) 變性，動物也就喪(sang) 失了生命。

不過，也有不少小動物，能夠抗住冷凍活下來。為(wei) 此，它們(men) 可謂是八仙過海，各顯神通，接下來就介紹幾種典型的。

01

自帶“防凍液”的林蛙

林蛙家族的好多成員都比較“抗凍”，比如我國的東(dong) 北林蛙、黑龍江林蛙抗寒能力就比較強。不過，它們(men) 在阿拉斯加的親(qin) 戚，Rana sylvatica，也就是“北美林蛙”，竟然可以讓自己冰凍8個(ge) 月，等春暖花開之後還跟沒事兒(er) 蛙一樣，蘇醒過來照樣身體(ti) 倍兒(er) 棒，吃嘛嘛香。

雖然沒有北美林蛙的絕活，東(dong) 北林蛙也很抗凍。 | 圖蟲創意

蛙類作為(wei) 變溫動物，身體(ti) 的溫度會(hui) 隨著氣溫變化而改變，而絕大多數變溫動物在氣溫降到冰點之後，如果不能維持體(ti) 溫，就會(hui) 被凍死。那麽(me) 北美林蛙是如何防止冰凍帶來的傷(shang) 害呢？

北美林蛙的防寒秘訣在於(yu) 自帶兩(liang) 種抗凍物質。其一是尿素，另一種是葡萄糖，在被冰凍的過程中，北美林蛙能將尿素和葡萄糖釋放到血液中，並通過血液輸送至全身各個(ge) 器官，當這兩(liang) 種物質在體(ti) 內(nei) 的濃度提高後，就可以降低體(ti) 液的冰點，以減緩身體(ti) 結冰的速度。

當環境溫度降至冰點以下時，北美林蛙的體(ti) 表會(hui) 慢慢的覆蓋一層冰，它體(ti) 內(nei) 也會(hui) 慢慢凍結，此時它體(ti) 內(nei) 的冰晶核蛋白就會(hui) 被激活，這種蛋白的作用是讓冰在細胞外邊部凍結，從(cong) 而阻止細胞內(nei) 部結成較大的冰晶，以避免細胞破損。在細胞外的水結冰時，細胞內(nei) 部的水分會(hui) 因為(wei) 滲透壓的作用而向外滲出，讓細胞脫水，借以避免在身體(ti) 凍結的時候被破壞。

寒冷的阿拉斯加鮮有人跡 | 圖蟲創意

阿拉斯加的冰凍期，不僅(jin) 氣溫接近-20℃，時間還持續長達8個(ge) 月。在此期間北美林蛙要維持生命，還需要它特化的肝髒。
巨大的肝髒也是它“冷凍”成功的關(guan) 鍵因素，北美林蛙正是利用肝髒儲(chu) 存糖類作為(wei) 維持生命的能源。當漫長的冬季結束，氣溫回暖之時，北美林蛙體(ti) 內(nei) 的冰逐漸融化，它就能再次蘇醒過來了。

02

頑強又長壽的燈蛾

在靠近北極的加拿大北極群島、格陵蘭(lan) 以及俄羅斯佛蘭(lan) 格爾島，有一種蛾子：Gynaephora groenlandica，被稱為(wei) 格陵蘭(lan) 燈蛾。它同樣擁有超乎尋常的抗凍能力。

昆蟲一般生命周期很短，並且害怕寒冷，而格陵蘭(lan) 燈蛾的幼蟲期卻長達7年。在高緯度地區的生活，大部分的時間都非常寒冷，一年中隻有很短的時間會(hui) 萌發植物，它的幼蟲隻能利用這短短的窗口期進食，補充羽化的能量，直到第七個(ge) 年頭的夏天才化蛹，然後在第二年春天羽化。羽化後的雌蛾幾乎不會(hui) 飛行，靠散發的性信息素吸引雄蛾前來交配，交配後雌蛾會(hui) 產(chan) 下卵，待卵孵化又會(hui) 開始另一個(ge) 7年的周期。

經過研究，科學家發現這種昆蟲能夠承受-70℃的低溫，它們(men) 在氣溫下降以後會(hui) 將體(ti) 內(nei) 多餘(yu) 的水排出體(ti) 外，將體(ti) 液維持在非常高的濃度。同時，幼蟲的寄主植物中含有一種被稱為(wei) 吡咯裏西啶的生物堿，這種生物堿會(hui) 讓幼蟲產(chan) 生保幼激素，一些科學家認為(wei) 這種生物堿能夠有助於(yu) 幼蟲將細胞內(nei) 的多餘(yu) 水分排出，從(cong) 而增強抵禦身體(ti) 凍結的能力。

含有吡咯裏西啶的植物對昆蟲無害，但對人來說卻具有肝毒性。 | 圖蟲創意

03

強到犯規的水熊蟲

說到“皮實”的生物，可能不少朋友都會(hui) 想到水熊蟲。這個(ge) 小家夥(huo) 不管是在外太空還是沸水中都能遊刃有餘(yu) 。

曾經有科學家做過實驗，他將水熊蟲放在零下200攝氏度的液態空氣中低溫浸泡了20個(ge) 月的時間，然後又將水熊蟲放在零下253攝氏度的液態氮中超過26個(ge) 小時，再在零下272攝氏度的液態氦中浸泡了8小時。他以為(wei) 這樣就能讓水熊蟲死亡，把它撈出後，卻發現它體(ti) 內(nei) 的冰迅速融化，很快就重新複活了。

水熊蟲 | 圖蟲創意

水熊蟲在遇到惡劣環境的時候，會(hui) 將身體(ti) 蜷縮起來，並將體(ti) 內(nei) 的大部分水排出，進入一個(ge) 被稱為(wei) “隱生態”的狀態，這時水熊蟲就像是被按了暫停鍵一樣。水熊蟲的體(ti) 內(nei) 還有一種損傷(shang) 抑製蛋白，這種蛋白在水熊蟲的細胞可能受到損傷(shang) 的時可以起到“護盾”的作用，保護細胞不受傷(shang) 害。 動物抵禦冰凍的能力，都是它們(men) 在千萬(wan) 年的演化過程中適應環境的結果。科學家通過對於(yu) 它們(men) 的研究得到了很多的啟示，而這些成果都在為(wei) 造福人類做著貢獻。也許有一天“人體(ti) 冷凍”技術成熟了，星際旅行也就不再是夢想了。

作者 | 李維陽 科普作家

作品發表於(yu) 果殼網、國家林業(ye) 局、中國國家地理、《博物》雜誌、少年科學雜誌等

審核 | 黃乘明中國科學院動物研究所研究員

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